タイヤのグリップについて

質問

よくスポーツカーとかＦ１カー等でハイグリップの為、幅の広いタイヤを装着してますが。
昔、理科で習った時摩擦力は摩擦係数と直圧力の積である
摩擦係数はタイヤの材質できまる。
直圧力はタイヤにかかる荷重。
という事は接地面積には関係ない？

回答No.6

Dalara · ベストアンサー

No.5です。質問を読み直してみました。タイヤにかかる荷重の意味を車の重量と勘違いされていませんか？これはエンジンから伝わる力、タイヤを回そうとする力のことです。従って、タイヤを太くすると、タイヤを回そうとする力を大きくすることができます。従って摩擦力も大きくなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。なんとなくわかりました。

回答No.7

edie

おそらくエンジンパワーの問題もあるでしょう。例えばＧＴ－ＲやＲＸ－７に、コンパクトカー並みの太さのタイヤを履いたらどうなるのか？すぐにタイヤのキャパシティーを超えてしまうことが考えられるため、そういった面の安全性も考えられているのではないかと思います。あと、コンパウンドの硬さもあるでしょうね。スタッドレスを例にとると、軟らかいために雪道でも良く効くでしょう？同じことがハイグリップタイヤにいえると思いませんか？つまり軟らかい事が摩擦を生み、その結果車体を安定させている事になると思いますがどうでしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございます。確かに柔らかいイコール摩擦係数が大きい気がします。雪道では細目のタイヤの方がグリップがいい場合があると聞いたことがあります。自転車の場合はロードレーサーは細いタイヤですよね

回答No.5

Dalara

タイヤの幅を広くすると、タイヤにかかる荷重を大きくすることができます。

回答No.4

fallen_god

まずは、摩擦力のおさらいから。
１・摩擦力は垂直荷重に比例する。
２・摩擦力は、「みかけの接触面積」に無関係である。
３・すべり摩擦力は「すべり速度」に無関係である。
これが、金属同士等の堅い物質同士の摩擦力に適用される「クーロンの法則」になります。

これに対して、ゴムと路面の摩擦特性はちょっと変わっていて、
１・摩擦係数は接地面圧が小さいほど大きい。（同じ荷重の場合、見かけの接触面積が大きいほど摩擦力、摩擦係数が大きくなる）
２・すべり摩擦力は、「すべり速度」により異なる。
３・摩擦力は温度により異なる。

これは、堅い金属同士の摩擦と違い、ゴムと路面（堅い物質）という特殊な条件なので、クーロンの法則から外れてしまうからです。

物体は、平坦に見えても実際はミクロな凹凸があり、その凹凸同士が接触していて、これが本当の接触面積（真実接触面積）になります。
この接触している物体に荷重が加えられると、ミクロな凹凸が変形し、真実接触面積が見かけの接触面積に近づくことで、摩擦力が増えていきます。
ところが、この荷重が大きくなっていくと、真実接触面積は見かけの接触面積以上には大きくならないので、「荷重と真実接触面積の比例関係」を超えて、クーロンの法則から外れてしまうので、「面圧が低いほど摩擦係数が大きい」という特性になってしまうのです。
（面積が大きいほど、摩擦係数が大きくなる）

また、タイヤの温度が上がると、ゴムの表面が柔らかくなり、真実接触面積が増えるので、摩擦係数が高くなります。
そして、スピードが上がると、ゴムの表面の凹凸が路面の凹凸にしたがって変形と復元を繰り返し、この周期的な変形で運動エネルギーが消費されることにより、摩擦力が発生します。
これが、「変形損失摩擦力」といい、タイヤならではの特性になります。

ちょっと長々と書きましたが、理科や物理で習った基礎（堅い物質同士、同じ物質同士）と、タイヤ（軟らかいゴムと堅い路面）は全く違う特性ですってことです。

お礼

ご丁寧にありがとうございます。大変勉強になります。
理論と実践は異なりますね。

回答No.3

char2nd

その公式が成立するのは、あくまでも剛体の場合です。ゴムで出来た弾性体であるタイヤにその理論は適用されません。

http://nsr50r.hp.infoseek.co.jp/grip.html
http://page.freett.com/heartmax/tire/kouzou/kouzou2.htm

お礼

ご回答ありがとうございます。ゴムと金属のちがいですね。

回答No.2

horsepower

接地面積が小さければ、単位面積あたりの荷重が上がり、磨耗が早くなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。

回答No.1

matsurigoto

確かに摩擦力はその公式が当てはまりますがその圧力は細いタイヤでは安定性に欠けますよね、主に走行安定性にですが。関係ないかと問われれば…無い！？

お礼

ご回答ありがとうございます。